Question

20．我校自然科學興趣小組在野外考察時帶回來一礦石進行實驗．請回答：
（1）下圖是測定這塊礦石的密度時所用的儀器及實驗情況，計算出此礦石的密度．

（2）經(jīng)檢驗此礦石中有一主要元素是鈣元素，取此礦石（雜質不與鹽酸反應，且不溶于水）8克放入燒杯中（燒杯的質量為20克），再加入47.2克稀鹽酸，在一定時間內(nèi)恰好反應，生成一種能使澄清石灰水變渾濁的氣體．反應時間和燒杯及其所盛物質的總質量的關系如下表所示：

反應時間（秒）	2	4	6	8	10	12	14	16	18	20
燒杯及其所盛物質的總質量（克）	75.2	74.8	74.4	74.0	73.6	73.2	73	73	73	73

①生成氣體的質量為2.2克；
②此礦石的主要成分是碳酸鈣，求反應后所得溶液溶質的質量分數(shù)？

Answer 1

分析 （1）測固體的密度的原理是ρ=$\frac{m}{V}$，用天平測質量m，根據(jù)排水法用量筒測體積V．
（2）①根據(jù)反應時間曲線可查出碳酸鈣完全反應后放出氣體二氧化碳的質量；
②利用生成二氧化碳的質量計算出所取樣品中碳酸鈣質量以及生成氯化鈣的質量，根據(jù)溶液中溶質質量分數(shù)公式進行解答．

解答 解：（1）物體質量等于砝碼質量加游碼對應的刻度值，金屬塊的質量：m=20g+20g+10g+4g=54g，
金屬塊體積是金屬塊浸沒在水中前后時，量筒中水面對應的刻度值的差，
所以金屬塊的體積為：V=40ml-20ml=20ml=20cm³，
金屬塊密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{54g}{20c{m}^{3}}$=2.7g/cm³=2.7×10³kg/m³．
故答案為：2.7×10³kg/m³．
（2）①由質量守恒定律，因此放出氣體二氧化碳的質量=8g+20g+47.2g-73g=2.2g；故填：2.2；
②經(jīng)檢驗此礦石中有一主要元素是鈣元素，并且加入稀鹽酸，在一定時間內(nèi)恰好反應，生成一種能使澄清石灰水變渾濁的氣體．說明為碳酸鹽，所以此礦石的主要成分是碳酸鈣；
設樣品中碳酸鈣的質量為x，生成氯化鈣的質量為y．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                 111              44
x                     y                2.2g
$\frac{100}{x}=\frac{111}{y}=\frac{44}{2.2g}$
解得：x=5g，y=5.55g
反應后溶液中溶質質量分數(shù)=$\frac{5.55g}{5g+47.2g-2.2g}×100%$=11.1%
答：主要成分是碳酸鈣；反應后溶液中溶質質量分數(shù)為11.1%．

點評 本題是一道有關測密度、化學方程式和溶質質量分數(shù)的綜合計算題，準確判斷圖中刻度值是正確解決本題一個重要細節(jié)．